细胞膜的物质运输功能课件
精讲04第4章物质的跨膜运输全国高中生物竞赛之《细胞生物学》名师精讲课件

4/16.物质的跨膜运输
(2)膜转运蛋白可分为两类: ①载体蛋白及其功能
• 不同部位的生物膜往往含有各自功能相关的不同载体蛋白 • 载体蛋白与酶类似:具有与溶质(底物)特异性结合的位点,所以每种载体蛋白对溶质具有高度
4/16.物质的跨膜运输 4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型
2.被动运输 (passive transport) • 顺着电化学梯度或浓度梯度
• 协助扩散 (facilitated diffusion)
载体蛋白介导
• 膜转运蛋白协助 通道蛋白介导
4/16.物质的跨膜运输
4/16.物质的跨膜运输
4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输
4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型 2.被动运输 (passive transport) (2)水孔蛋白:水分子的跨膜通道
2003年,美国科学 家彼得·阿格雷和罗 德里克·麦金农,分 别因对细胞膜水通道 ,离子通道结构和机 理研究而获诺贝尔化 学奖。
1. P 型泵 (P-type pump) (1)Na+-K+ 泵
(Na+-K+ ATPase)
电化学梯度
乌苯苷结合位点
细胞溶胶
Figure 11-14 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
4/16.物质的跨膜运输 4.2.2 ATP驱动泵与主动运输
4/16.物质的跨膜运输 4.1.膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 4.1.2 小分子物质的跨膜运输类型
营养物质的运输PPT课件

05
营养物质运输的调节
激素调节
01
激素调节的特点
激素是一种化学信号,能够远距离地调节靶细胞或靶器官的功能活动。
激素调节具有作用广泛、持久和缓慢的特点,对机体的稳态维持具有重
要作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
02
激素对营养物质运输的调节
激素通过与靶细胞上的受体结合,影响细胞膜上营养物质转运蛋白的活
对疾病的影响
营养物质运输的异常可能导致某些疾病的发生或加重。例 如,营养不良可能导致免疫系统功能下降,增加感染的风 险;心血管疾病可能与脂质代谢异常有关;糖尿病可能与 糖代谢紊乱有关。
合理的营养物质运输对疾病的预防和治疗具有重要意义。 通过调整饮食和生活方式,可以改善营养物质运输,从而 降低患病风险或减轻病情。
神经调节的生理意义
神经调节对于协调机体各部分的功能活动、适应外界环境变化和应对紧急情况等方面具有 重要意义。例如,在进食时,神经调节能够快速协调口腔、食道、胃等器官的功能活动, 以确保食物的消化和吸收。
自我调节
自我调节的特点
自我调节是指细胞、组织或器官根据自身状态和需求,自主调节功能活动的强度、速率和方向的过程。自我调节具有 局部性和自主性的特点,是机体稳态维持的重要机制之一。
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淋巴运输对于维持体内液体平衡和营养物质的输送具 有重要作用。
细胞内运
细胞内运输是指营养物质通过细胞膜进入细胞内的过程。 细胞膜上的转运蛋白可以将营养物质从细胞外转运到细胞内,以满足细胞代谢的需要。
4.细胞膜的分子生物学-物质的跨膜运输 ppt课件

2003年,美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,分别 因对细胞膜水通道,离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化 学奖。
三.载体蛋白介导的主动运输
主动运输(active transport)是指由载体蛋白介 导的物质逆浓度梯度(或化学梯度)的由浓度低 的一侧向浓度 高的一侧的跨膜运输方式。
主动运输的特点是:①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输; ②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联 (协同运输);③都有载体蛋白。
功能:在肌质网内储存Ca2+调节肌细胞的收缩与
舒张
肌质网上的钙离子泵 ,肌细胞膜去极化后引起肌 质网上的钙离子通道打开,大量钙离子进入细胞 质,引起肌肉收缩之后由钙离子泵将钙离子泵回 肌质网。
(3)质子泵(H+泵) ATP直接供能
存在位置:溶酶体膜上 作用方式:从胞质中主动将H+输入溶酶
共运输
对向运输
主动运输与被动运输的比较
1、运输方向 2、跨膜动力 3、能量消耗
第二节 大分子物质的囊泡转运——胞吞 和胞吐
囊泡以出芽方式从细胞的一种内膜细胞器脱离后又 与另一内膜细胞器发生融合,这一转运过程称为 囊泡转运。 根据物质的运输方向:胞吞作用(endocytosis) 胞吐作用(exocytosis)
共同特点:双向、特异、有序、化学修饰
㈠ 胞吞作用的两种形式:
胞吞作用消耗能量,属于细胞膜的主动运输 吞噬(phagocytosis) 由专门的吞噬细胞完成,大的颗粒,直径>250nm, 最终到达溶酶体被降解。 吞饮(pinocytosis) 摄入液体和小溶质分子进行消化,直径<150nm。
吞噬过程 吞饮过程
道(电位门通道、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道)。
第五章-跨膜转运PPT课件

1、同向协同(symport)
物质运输方向与离子转移方向相同。如小肠细胞对葡萄糖 的吸收伴随着Na+的进入。载体蛋白有两个结合位点,同 时与Na+和特异的氨基酸或葡萄糖分子结合,进行同向转 运。
2、反向协同(antiport)
物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。如动物细胞 分裂时,常通过Na+/H+反向协同运输的方式来向细胞外转 运H+,以调高细胞内的PH值。
6. 2K+释放到细胞内, α亚基
4. 3Na+释放到细胞外 5. 2K+结合;去磷酸化 构象恢复原始状态。
每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+, 转进两个K+。 是一种基本的、典型的主动 运输方式。
Na+-K+泵的作用: ①维持细胞的渗透压,保持细胞的体积; ②维持低Na+高K+的细胞内环境; ③维持细胞的静息电位。
➢分泌蛋白合成后立即包装入高尔基复合体的分泌囊 泡中,然后被迅速带到细胞膜处排出。
➢所有真核细胞,连续分泌过程 ➢转运途径:粗面内质网→高尔基体→分泌泡 →细胞表面
(二)钙泵(Ca2+ pump )
又称Ca2+-ATP酶。
构成:1个多肽构成的整合膜蛋白,每个泵 单位含有10个跨膜α螺旋。
分布:
❖ 细胞质膜和内质网膜上。 ❖ 肌细胞的肌质网膜上。
工 作 原 理 :
3. 构象改变,破坏Ca2+结 4. 去磷酸化
1. 2Ca2+与位点结合 2. ATP水解;磷酸化
第三节 胞吞作用(endocytosis) 与胞吐作用(exocytosis)
大分子与颗粒性物质的跨膜运输 膜泡运输:转运过程中,物质包裹在囊泡中。 批量运输:同时转运一种或多种数量不等的
《细胞膜的功能》课件

细胞膜具有选择透过性,能够控 制物质进出细胞,对细胞的生命 活动起着至关重要的作用。
细胞膜的组成
细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质, 其中脂质约占细胞膜质量的50%,蛋 白质约占40%。此外,细胞膜中还含 有糖类、核酸和矿物质等成分。
细胞膜中的脂质主要包括磷脂、胆固 醇和糖脂等,它们构成了细胞膜的基 本骨架。而蛋白质则起着分子开关、 载体和通道等功能作用。
细胞膜与细胞周期和增殖
总结词
细胞膜在细胞周期和增殖过程中发挥着 关键作用,它能够调控细胞的生长和分 裂。
VS
详细描述
细胞膜通过接受和传递信号分子,调控细 胞周期的各个阶段。例如,当细胞受到生 长因子等信号刺激时,细胞膜上的受体将 信号传递给细胞内,启动细胞分裂增殖的 过程。
细胞膜与细胞凋亡
总结词
要的意义。
CHAPTER 02
细胞膜的物质运输功能
被动运
自由扩散
物质顺浓度梯度由高浓度向低浓 度扩散,不需要能量,如氧气、 二氧化碳等气体分子通过细胞膜 的方式。
协助扩散
需要载体蛋白的协助,物质顺浓 度梯度运输,不需要能量,如葡 萄糖进入红细胞的方式。
主动运
逆浓度梯度运输
物质由低浓度向高浓度运输,需要载 体蛋白和能量,如小肠上皮细胞吸收 葡萄糖的方式。
细胞连接与通讯
细胞连接
细胞膜上的连接蛋白能够将相邻细胞 连接在一起,形成组织结构,并传递 细胞间的机械和化学信号。
通讯功能
细胞膜上的通道和受体能够介导细胞 间的化学信号传递,如神经递质的释 放和接收,以及激素的分泌和作用。
细胞骨架与膜的相互作用
细胞骨架
细胞骨架是指细胞内的蛋白质纤维网络,包括微管、微丝和中间纤维,它们在维持细胞形态、运动和分裂等方面 发挥重要作用。
高中生物课件-4.3 物质运输的方式

【例3】如图所示不能够表达的生理过程是( A ) A.肾小管细胞分泌K+ B.胰岛B细胞分泌胰岛素 C.垂体细胞分泌生长激素 D.肠腺细胞分泌肠液
小结
大分子 运输
胞吞
物
质
运
输
小分子
跨膜 运输
胞吐 需能 主动运输
需载体 协助扩散
被动运输
不需能
自由扩散
不需载体
1.下列物质进出人体细胞的实例中,属于主动运输的是( ) A.氧气从组织液进入肝细胞 B.二氧化碳从胰岛细胞进入组织液 C.K+从组织液进入心肌细胞 D.水分进入组织细胞
协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
细 胞 外
细 胞 膜
细
胞
水分子 、O2、CO2
内
乙醇、甘油、尿素等
自由扩散
特点:
外 细胞膜 内
•从高浓度到低浓度; •不需要载体的协助; •不需要能量。 如:
水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇、苯、脂质类等。
【思考】影响自由扩散的因素是什么?
运输的动力来源于哪里?
运输的动力来源于哪里?
浓度差、载体 。动力来源于浓度差
【例1】物质出入细胞的方式中,自由扩散区 别于协助扩散的是( D ) A.由高浓度向低浓度扩散 B.需要载体蛋白 C.由低浓度向高浓度扩散 D.不需要载体蛋白
细 胞 外
细 胞 膜
细 胞 内
二、主动运输
特点: 从低浓度到高浓度;
载体蛋白具 有特异性。
浓度差
动力来源于浓度差
细 胞 外
细 胞 膜
细
胞
载体蛋白
内
协助扩散 特点: ➢ 从高浓度到低浓度; ➢ 需要载体;
载体蛋 白具有 特异性
细胞的基本功能 ppt课件

通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵:当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能量
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运 提供了动力(如葡萄糖、氨基酸的吸收:以Na+-载
②不需另外消耗能量; ③选择性(∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性); ④饱和性(∵结合位点是有限的); ⑤竞争性(∵经同一特殊膜蛋白质转运); ⑥浓度和电压依从性(∵特殊膜蛋白质的变构是有条件的,
如化学门控通道、电压门控通道)。
(三)主动转运(active transport)
概念:指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我 笨,没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、细胞膜的分子结构
(一)细胞膜的脂质
以液态的脂质 双分子层为基架, 具有稳定性和流动 性。
低浓度一侧移动的过程。
(2)分类: ①通道介导的易化扩散 ②载体介导的易化扩散
1.通道介导的易化扩散
[Na+]o > [Na+]i
[K+]i >[K+]o 转运的物质:各种带电离子
2.载体介导的易化扩散
转运的物质:葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
生理学课件细胞生理学

目录•细胞生理学概述•细胞膜与物质转运•细胞的能量代谢与生物氧化•细胞分裂、增殖与凋亡•细胞分化、发育与再生•细胞信号传导与调控细胞生理学概述研究对象细胞生理学以细胞为研究对象,探讨细胞在各种生理状态下的生命活动及其调节机制。
定义细胞生理学是研究细胞生命活动规律的科学,包括细胞的结构、功能、代谢、生长、分裂、分化、凋亡等方面。
细胞生理学的定义与研究对象细胞生理学的历史与发展早期研究17世纪,列文虎克首次观察到细胞;19世纪,施莱登和施旺提出细胞学说。
20世纪以来的发展随着显微镜技术的改进和分子生物学的发展,细胞生理学的研究领域不断扩展,包括细胞膜的离子通道、信号转导、基因表达调控等。
光学显微镜、电子显微镜等用于观察细胞形态和结构。
显微镜技术通过模拟体内环境,在体外培养细胞,研究细胞的生长、分化等过程。
细胞培养技术如细胞破碎、差速离心等,用于分离细胞膜、细胞质、细胞核等组分。
细胞组分分离技术如蛋白质组学、基因编辑等,用于研究细胞内的生物大分子及其功能。
生物化学与分子生物学技术细胞生理学的研究方法与技术细胞膜与物质转运细胞膜的结构与功能01细胞膜的主要成分脂质、蛋白质和糖类02细胞膜的结构模型流动镶嵌模型03细胞膜的功能保护细胞、物质转运、信息传递和细胞识别等单纯扩散脂溶性物质顺浓度差转运主动转运物质逆浓度差或电位差转运,需消耗能量易化扩散非脂溶性物质或带电离子顺浓度差转运,需膜蛋白参与膜泡运输大分子物质和颗粒物质的转运方式,包括出胞和入胞物质跨膜转运的方式与机制细胞膜的信号传导功能受体介导的信号传导01细胞通过膜受体感受外界信号分子的刺激,引发细胞内一系列生物化学反应通道介导的信号传导02离子通道在特定刺激下开放或关闭,改变细胞膜电位,进而引发细胞反应酶介导的信号传导03细胞膜上的酶参与信号分子的合成或分解,从而调节细胞内的代谢和生理功能细胞的能量代谢与生物氧化1 2 3细胞通过分解代谢和合成代谢过程,实现能量的获取、转化和利用,以维持生命活动的正常进行。
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细胞膜的物质运输功能
细胞膜的物质运输功能
被动运输
跨膜运输
细胞膜的物 质运输方式
主动运输
膜泡运输:胞吞和胞吐
细胞膜的物质运输功能
据图探讨问题:
1、什么样的分子能够通过脂双层? 物质跨膜运输方式之一:自由扩散 什么样的分子不细能胞膜的物通质运输过功能 ?
自由扩散
细胞膜的物质运输功能
1、自由扩散
细胞膜的物质运输功能
4、下图为物质进入细胞的两种方式示意图,据图回 答(【 】内填上代号,横线上填上相应的文字)
( 萄( 中(1糖)2的3的))小方方氧甲肠式式气和绒是是分乙毛【子【的的甲从不】乙上】肺同皮自泡点由细主扩扩动是胞散运散吸输到收。血。葡液 甲不需要 载和体 。能量
细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。
细胞膜的物质运输功能
对比 比较三种物质运输方式的异同:
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗细 胞内的能量 不消耗
不消耗
需要消耗
代表例子
氧气、水、二 氧化碳、乙醇、 甘油等通过细
④曲线:度
细 胞
内
P.
浓 ………………………..
细胞外浓度
0
时间
⑤实例:葡萄糖氨基酸等通过小肠 上皮细胞膜,离子通过细胞膜等
细胞膜的物质运输功能
二、主动运输:
物质从低浓度一侧运输到高浓 度的一侧,需要载体蛋白的协助, 同时还需要消耗细胞内化学反应所 释放的能量,这种方式叫做主动运 输。
细胞膜的物质运输功能
载体蛋白
细胞膜的物质运输功能
巩固练习
1、红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同
点是( C)
A、都可以从低浓度的一边到高浓度的 一边 B、都需要供给ATP C、都需要载体协助 D、既需要载体协助又需要消耗能量
细胞膜的物质运输功能
2、若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛 上皮,则会明显影响其细胞吸收的
物质是( D )
被 动
自由扩散:物质通过简单的扩散 作用进出细胞。
运
输 协助扩散:进出细胞的物质借助
载体蛋白的扩散。
细胞膜的物质运输功能
思考与讨论
➢ 自由扩散和协助扩散是否需要消耗能量?
都不需要消耗能量,因为二者都是顺物 质的浓度梯度进行的
➢ 自由扩散与协助扩散的异同点?
自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要 细胞消耗能量。不同之处是:前者不需要蛋白质 的协助,后者必须有蛋白质的协助才能实现。
细胞膜的物质运输功能
据图探讨问题:
4、不能通过被动运输进出的这些物
质5物、对质那于跨么细膜胞这运的输些生方物命式质活之是动三怎来:样说主通,动是运不输是 不过需细要胞呢膜?进出细胞细膜的物胞质运输功的能 呢?
主动运输
细胞膜的物质运输功能
细胞膜的物质运输功能
细胞膜的物质运输功能
主动运输
①方向:逆浓度梯度运输(低→高) ②特点:需要消耗能量和载体蛋白 ③动力:细胞新陈代谢产生的能量
细胞膜的物质运输功能
胞吞:物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜, 从细胞外进入细胞内的过程。(如果进入的 是固态物质,称为吞噬;如果进入的是液态 物质,称为胞饮。)
消 耗 能 量
实例:变形虫吞食食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 细胞膜的物质运输功能
胞吐:物质以囊泡的形式通过细胞膜, 从细胞内排到细胞外的过程。
A、氧气 B、脂肪酸、水 C、葡萄糖、水 D、钾离子、氨基酸
细胞膜的物质运输功能
3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓 度(mmol/L)如下
K+
Na+
Ca+
Cl-
红细 胞
150
26
70.1
74
血浆
5
144
3.2
111
1、红细胞中K+和Ca+的浓度明显高
2于、血红浆细,胞K中+各和种Ca离+子进含入量红与细血胞浆的中方 离式子是含量不主成动,正运这比输种,方这式表的明必细要胞条膜件 对是进出和细胞的。离载子体协具助有 消选耗择能性量 。
葡萄糖通 过红细胞
胞膜
细胞膜的物质运输功能
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜;离子通过 细胞膜等
三、影响跨膜运输的因素
1.物质浓度(在一定的浓度范围内)
P点后速率不变,因为
运
运
膜上载体蛋白数量有限
输 速
输 速
P.
率
率
0
物质浓度
0
物质浓度
自由扩散
协助扩散或主动运输
细胞膜的物质运输功能
2.氧气浓度
①方向:顺浓度梯度运输(高→低)
②特点:不需要载体蛋白和能量
③动力:细胞两侧存在的物质分子浓
度差
运
④曲线:
输 速
率
0
细胞外浓度
⑤实例:氧气、水、二氧化碳、甘油 等通过细胞膜 细胞膜的物质运输功能
据图探讨问题: 23、、不那能么自这由些扩物散质通是过的怎这样些通物质对 于 要过物细呢质细胞?跨胞的膜膜生运进命输出活方细动式胞来之的说二,呢:是协?不助是扩不散需
消 耗 能 量
实例:胰岛B 细胞分泌胰岛素
细胞膜的物质运输功能
原理:生物膜的流动性 特征:物质通过囊泡转移,需要消耗能量,
不需要载体蛋白。 细胞膜的物质运输功能
自由扩散 被动运输
小分子物质
协助扩散
物质 (跨膜运输) 主动运输(逆浓度梯度)
的运 输方 式
消
胞吞
耗
能
大分子物质
量
(膜泡运输) 胞吐
顺浓度 梯度
细胞膜的物质运输功能
协助扩散
细胞膜的物质运输功能
2、协助扩散
①方向:顺浓度梯度运输(高→低)
②特点:不需要能量,需要载体蛋白
③动力:细胞膜两侧存在的物质分子 浓度差
④曲线: 运
. 输
速
P
率
0
细胞外浓度
⑤实例:葡萄糖进入红细胞 细胞膜的物质运输功能
一、被动运输
被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的 扩散方式。
运 输 速 率
0
氧气浓度
自由扩散或协助扩散
P点后速率不变,因为
运
膜上载体蛋白数量有限
输 速
P.
率
. A(A点由无氧呼吸提供能量)
0
氧气浓度
主动运输
3.温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而 会影响物质跨膜运输的速率
细胞膜的物质运输功能
四、胞吞和胞吐
一些大分子或物质团块 的运输,是通过胞吞和胞吐 作用来实现的。
课 堂 巩 固
离子浓度 150 /mmol/L
100
50
细胞内 细胞外
0
Na离子
K离子
Mg离子
Cl离子 离子种类
上图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对
浓度。分析图表提供的信息,结合本章知识,回
答问题:
NK1因a+23、和、为+哪和M哪你以g种C上种作l离2四离出+是子-种是子以通通离通上通子过过过判过细主主主断胞主动动动的膜动运运运依内运输外输据输进输的排是进入浓排出什入细度出细么细差胞细胞?较胞??胞大的,的